[发明专利]一种支持两轮通信的匿名多跳锁定方法

说明书

本发明公开了一种支持两轮通信的匿名多跳锁定方法，包括如下步骤：S101，打开支付通道，在两个用户之间建立支付通道；S102，关闭支付通道，关闭两个用户之间的支付通道；S103，链下多跳支付，包括如下步骤：S201，初始化；S202，建立支付锁定；S203，释放支付锁定。不需要确定具体支付路径，付款方可以任意选择与某个相邻的中介建立支付，实现了支付路径的匿名；用户通过使用有寿命限制的智能合约，避免了付款方与中介的信任问题，实现参与用户之间的公平交换。

技术领域

本发明涉及区块链及密码学技术领域，尤其是涉及了一种支持两轮通信的匿名多跳锁定方法。

背景技术

链下支付作为比特币系统的一种重要扩容手段，随着区块链技术的流行，也变得流行起来。通过使用HTLC(Hash Time Lock Contracts哈希时间锁合约)技术，付款方可以利用一个或者多个链下支付通道形成支付路径，实现间接链下支付。即使付款方与收款方之间不存在直接支付通道，也可以利用已经存在的其他支付通道实现链下支付。但是一条支付路径中，HTLC中的支付约束条件是一致的，用户隐私难以得到保护。

在链下支付中，匿名支付并不是一个新问题。目前已经有很多这样的协议和系统被提出：早期方案中，各个用户节点利用不可信中介实现匿名支付，但是中心化的方案存在效率低下，容易单点失败，匿名性低等问题，不适合现有的链下匿名支付的需求。近期的方案大多是以闪电网络作为基础，通过修改同一条支付路径上，不同支付通道内的支付约束条件来实现匿名性。这些系统的交易流程一般为：付款方首先需要根据区块链上的已知信息寻找合适的支付路径。确认支付路径后，付款方需要分别计算每条支付通道上的支付约束条件，并依次通知每个中介与收款方相关的支付信息——前、后中介的身份，对应的支付约束条件，约束的部分激活条件，以及证明该部分激活条件可以用于计算支付约束条件相对应完整激活条件的零知识证明(其中收款方只需要知道前一个支付约束条件与对应的完整激活条件)。随后，付款方按照选定的支付路径开始与中介建立满足条件支付的智能合约(如果收款用户给出的信息满足约束条件，收款用户收到合约中的资金，付款用户收到付款用户给出的信息)，中介收到相应的满足条件支付后，会按照付款方指定的路径，继续向下一个中介转发支付，直到收款方收到相应的条件支付合约。收款方收到条件支付合约后，会使用条件支付合约的激活条件向中介索要资金。中介收到激活条件后，会利用部分激活条件和收到的激活条件进行计算，得出他需要的激活条件，从而激活他与上一个中介之间的条件支付合约，获得资金。在这个过程中，交易的转发由这些不可信的中介完成。但是，这种类型的方案在实用性方面存在一定的局限性：

1、这种系统需要付款方提前指定支付路径，虽然可以最大限度地节省手续费，但是付款方前期计算支付条件与对应的零知识证明，并与其他用户进行通信会造成大量的通信与计算开销，降低系统效率。

2、付款方根据本地拓扑图选择支付路径，可能会遇到选定的通道余额不足的情况，这时中介不能灵活更改支付路径，只能等待合约超时，由付款方重新发起支付，会产生较大的时间开销。

为了缓解上述现有匿名多跳支付系统存在的问题，有人基于新的支付通道技术virtual channel建立了新型支付通道网络。虽然方案从只支持跨一个中介支付到支持跨越多个中介进行支付，方案的实用性有所提升，但这些基于虚拟支付通道(virtualpayment channel)技术提出新方案仅仅支持在支付频次、支付金额等方面进行匿名，但是基于路径的匿名仍然需要继续研究。

具体来说，1)在闪电网络的基础上增加一轮通信，不仅需要确保这轮额外匿名通信的安全性，而且为方案增加了额外的通信和计算开销。2)使用虚拟支付通道技术，虽然可以对中介隐藏付款方与收款方之间的交易金额、交易频次、交易时间等信息，但是在建立虚拟支付通道过程中，支付路径上的各个中介都会了解到完整的支付路径信息(中介会知道使用这条虚拟支付通道的两个用户是谁)，与我们所渴求的匿名性不符。

发明内容